Устройство дискретного задания фазового сдвига

(51) 5 ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕЕДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВ ЕЛЬСТВ(71) Научно-и роизводствен ное объединение "Всесоюзный научно-исследовательский институт метрологии им, Д,И,Менделеева" (72) С.О,Красавина, С,А,Кравченкои В,В.Фоменков(56) Кравченко С.А. Калибраторы фазы, Л.: Энергоатомиздат, 1981, с. 81-84,Авторское свидетельство СССР М 1337818, кл. 6 01 В 25/00, 1987.Бирюков С.А. Цифровые устройства на интегральных микросхемах, М.: Радио и связь, 1984, с. 12.Кравченко С,А, и др, Государственный специальный эталон единицы угла фазового сдвига между двумя электрическими напряжениями в диапазоне частот 1 102 - 2 10 Гц - Измерительная техника, 1989,М 8. Изобретение относится к электрическим и радиотехническим измереним, а именно к фазовым измерениям между двумя электрическими сигналами и может быть использовано для аттестации фазоизмерительной аппаратуры на высоких частотах порядка сотен мегагерц.Целью изобретения является расширение частотного диапазона задаваемых фазовых сдвигов в высокочастотную область с сохранением точности задания фазового сдвига,На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит кварцевый генератор 1, соединенный через блок 2 опорных частот с электронным коммутатором 3 и вхо.Й 2 1822643 А 1(54) УСТРОЙСТВО ДИСКРЕТНОГО ЗАДАНИЯ ФАЗОВОГО СДВИГА(57) Использование: электрические и радиотехнические измерения, аттестация фазоизмерительной аппаратуры на высоких частотах, Сущность изобретения: устройство содержит 1 кварцевый генератор (1), 1 блок опорных частот(2), 1 электронный коммутатор (3), 2 выходных канала (41, 42), 2 умножителя частоты (51, 52), 2 фильтра (61, 62), 1 блок переключения частот (7), и модулей (818 п), 2 п смесителей (91 п 101 п), и декадных делителя частоты (111,п), 1 делитель частоты (12), 1 генератор гармоник (13), 1 фильтр (14), 2 выходных зажима (151, 152).1 ил,дом первого из двух идентичных выходных каналов 41, Каждый канал 4 выполнен из последовательно включенных декадного умножителя частоты 5 и избирательного фильтра 6. Два первых входа электронного коммутатора 3 подключены к входам блока 7 переключения частот, Установка снабжена модулями 8, каждый из которых выполнен из последовательно соединенных смесителей 9, 10 частоты и декадного делителя 11 частоты, Выходы блока 7 переключения частот подключены к входам второго смесителя 101 первого модуля 81. Выходы первых (п) модулей 81,8 псоединены с входами вторых смесителей 102п во всех последующих модулях 828 п. Входы первых смесителей 9 всех модулей 81,8 п соедине 1827643=360 о3 1 О 40 50 ны параллельно с выходами электронного коммутатора 3, вторые входы этих смесителей 9 являются общими для всех первых смесителей 9 и соединены с блоком 2 опорных частот. К выходу последнего и-ого модуля 8 П последовательно подключены делитель 12 частоты, генератор гармоник 13, фильтр 14, второй выходной канал 42. Оба канала 41,2 связаны с выходными зажимами 151,2.В качестве кварцевого генератора 1 со стабильностью частоты 10 используется стандарт частоты Ч 1-69. Блок 2 опорных частот, электронный коммутатор 3, модули 81,8 п, генератор 13 гармоник, фильтр 14 и оба выходных канала 4 могут быть использованы от синтезатора частоты Чб. В качестве делителя 12 частоты применяется делитель частоты с коэффициентом деления Кд=З, собранный на быстродействующих микросхемах, например серии К 500. Блок 7 переключения частот реализован на логических элементах,Устройство работает следующим образом. От кварцевого генератора 1 сигнал с опорной частотой 10=1 МГц поступает в блок 2 опорных частот, в котором вырабатывается ряд гармонических сигналов с частотами равными 3,0, 3,1, 3,2,3,9, 24 и 33 МГц. Сигнал частотой 33 МГц с выхода блока 2 опорных частот поступает на вход выходного канала 41, в котором с помощью умножителя 51 частоты с коэффициентом умножения, равными 10, и избирательного фильтра 61, настроенного на частоту 330 МГц, формируется выходной фазопостоянный сигнал с частотой 330 МГц. Сигналы с частотами 3,0 и 3,1 МГц поступают в блок 7 переключения частот, где происходит коммутация частот 3,0 МГц и 3,1 МГц на время Л 1, Переключение частот осуществляется в момент их перехода через нуль, что исключает возможность переходных процессов, Посредством этой манипуляции задается фазовый сдвиг ро на частоте 3,0 МГц, Сигналы частотного ряда 3,0.3,9 МГц с выхода блока 2 опорных частот поступают через электронный коммутатор 3 на входы всех и модулей 8, а сигнал 24 МГц поступает непосредственно на входы этих модулей, В первом смесителе 91 первого модуля 81 суммируются сигналы 24 МГц и 3 МГц, результирующий сигнал 27 МГц поступает на вход второго смесителя 101, где суммируются с сигналом от блока 7 переключения частоты, После второго смешения в первом модуле 81 образуется сигнал с частотой 30 МГц и фазовым сдвигом ро, в результате деления которого по частоте и фазе в делителе 11 с коэффициентом деления, равным 5 10 15 20 25 30 35 10, на выходе первого модуля 8 формируется сигнал с частотой 3 МГц и фазовым сдвигом р 1=- , поступающий на второй10смеситель 102 второго модуля 82, Все и модулей 8 выполняют идентичные функции. Их число выбирается в соответствии с требованиями предъявляемыми к точности задания фазового сдвига и дискрету фазового сдвига, но использование более восьми модулей нецелесообразно, так как влияние их на точность уже не оказывается. На выходе последнего модуля 8 П образуется сигнал с частотой 3 МГц и фазой Ъ= , который10"поступает на вход делителя 12 частоты, имеющего коэффициент деления 3, выполняющим деление по частоте и фазе, на выходе делителя 12 частоты имеется, таким образом, сигнал частотой 1 МГц и фазовымОосдвигом, Заданный фазовый сдвиг3 10"переносится генератором 13 гармоник с частоты 1 МГц в широкий спектр высоких частот 24-39 М Гц. Ф ил ьтром 14 выделяется частота 33 МГц кратная выходной частоте фазопостоянного канала 41. В выходном канале 42 выделенный фильтром 14 сигнал с помощью умножителя частоты 52 и избирательного фил ьтра 62 достигает значения частоты 330 МГц, что соответствует частоте на выходе канала 41, а фазовый сдвиг полученного сигнала составляет рных, - , Минимальный дискрет фазоуо3 10"вого сдвига составляет где Л Е - разность переключения частот;Л т - время переключения частот;и - число модулей,Погрешность устройства задания фазовогосдвига может быть вычислена по формуле 360 С ЛЕ д Ь,др -3 10" гдед ь - временная погрешность переключения частот,Для предлагаемого устройства Ь,Е=10 Гц, д с=6 нс, п=7, следовательно погрешность фазозадания соответствует д р =7 10Таким образом, по сравнению с прототипом заявляемое техническое решение позволяет задавать точный фазовый сдвиг на фиксированной высокой частоте, напри1827643 Составитель С. КрасавинаТехред М.Моргентал Корректор Г. Ко Редактор аказ 2358 ВНИИП Тираж Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 одственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 мер 330 МГц, за счет уменьшения погрешности воспроизведения фазового сдвига путем многократного деления низкой частоты фазозадания и переносом заданного фазового сдвига на требуемую выходную частоту,Формула изобретения Устройство дискретного задания фазового сдвига, содержащее кварцевый генератор, соединенный через блок опорных частот с электронным коммутатором, и два идентичных выходных канала, каждый из которых выполнен из последовательно соединенных декадных умножителей частоты и избирательных фильтров, первый выходной канал включен между фиксированным выходом блока опорных частот и первым выходным зажимом, второй выходной канал подключен к второму выходному зажиму, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона задаваемых фазовых сдвигов в высокочастотную область с сохранением точности задания фазового сдвига, оно снабжено блоком переключения частот, п модулями, каждый из которых состоит из последовательно соеди ненных двух смесителей частоты и декадного делителя частоты, делителем частоты, генератором гармоник и фильтром, при этом блок переключения частот подключен к двум первым входам электронного комму татора, своим выходом соединен с входомвторого смесителя первого модуля, выходы первых имодулей связаны с этими же смесителями во всех последующих модулях, входы первых смесителей всех модулей со единены параллельно с выходами электронного коммутатора, вторые входы этих смесителей являются общими для всех первых смесителей частоты и соединены с выходом блока опорных частот. выход 20 последнего и-го модуля подключен черезпоследовательно соединенные делитель частоты, генератор гармоник и фильтр к входу второго выходного канала.